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Herstellung einer Bewehrung
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Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Bewehrung unter Verwendung
von Betonstahlmatten mit rastermäßig angeordneten Topflaschen mit zentrischer Durchgangsbohrung,
welche auf parallelen Längsstäben von gleichförmagen Feldelementen mit dreieckigen
Gittermaschen an deren Eckpunkten aufgesetzt sind und benachbarte Feldelemente einer
Betonstahlmatte mittels Schweißnaht miteinander verbinden. Unter Bewehrung wird
im folgenden die gezielte, auf den einzelenen Anwendungsfall zugeschnittene Anordnung
von Betonstahlmatten verstanden.
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Es ist bekannt zur Verstärkung von Betonbauteilen, insbesondere hinsichtlich
der Aufnahme von Zug-, Biege-oder Scherkräften, Stahlbewehrungen vorzusehen, die
aus spannungsmäßigen Gründen jeweils im Bereich der Aurjenfa ser der jeweiligen
Betonstruktur angeordnet sind. Derartige Verstärkungen werden Bewehrung genannt.
Zwecks Erhöhung der Verbundwirkung mit dem Beton bei glatter
berf1äche
der einzelnen Bewehrungsstäbe, aus denen ciie Bewehrung gebildet ist, werden häufig
profilierte oder gerippte Bewehrungsstabe eingesetzt. Darüber hinaus ist aber aüch
auf ausreichende Betonüberdeckung zu achten, d. h. auf genügenden Abstand zwischen
der Bewehrung und der Oberfläce des fertigen Stahlbetonbauteils.
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Bekannte Betonstahlmatten werden gemäß DIN 488, Blatt 4, Ausgabe April
1972 durch kreuzweises Aufeinanderlegen von parallelen Bewehrungsstäben gebildet
so daß rechteckige Gittermaschen entstehen. Die Bewehrungsstäbe werden mittels Bindedraht
oder durch maschinelle Widerstands-PunktschweiSung an den Kreuzungsstellen miteinander
verbunden.
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Da nicht zuletzt aus Transportgründen die Größe der so hergestellten
Betonstahlmatten begrenzt ist, müssen bei der Herstellung einer Bewehrung häufig
mehrere Einzelmatten miteinander verbunden werden. Aus statischen Gründen ist hierbei
auf ausreichende Uberiappung der aneinander anschließenden Einzelmatten zu achten.
Infolge der vorgeschriebenen Uberlappng der Einzelmatten erhöht sich die räumliche
Dicke des Bewehrungsgitters auf das zwei bis vierfache der einfachen Dic4e z. B.
an Stoßstellen von vier Einzelmatten liegen vier Matten aufeinander. Dabei hat jede
Einzelmatte die Dicke zweier Bewehrungsstäbe.
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Diese Dickenerhöhung der Bewehrung wirkt sich nachteilig aus auf die
Gestaltung der Betonstruktur - diese muß um den Betrag des Dickenzuwachses ebenfalls
dicker werden -und damit auf den Betonmehrbedarf.
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Ein weiterer Nachteil dieser herkömmliehen Art der 3ewehrungsherstellung
resultiert aus der Uberlappung der einzelnen Betonstahimatten. Im Gegensatz zu einer
- zwar nur theoretisch denkbaren - unendlich großen Be4onstahlmatte hat das partielle
Zusammensetzen mehrerer Beton stahlmatten zu einer kompletten Bewehrung außer dem
hierfür erforderlichen besonderen Arreitsaufwand auch noch einen Mehrbedarf an Stahl
zur Folge, der ungenutzt bleibt.
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Es stellt sich daher der Erfindung die Aufgabe, unter Verwendung vonÇBetonstahlmatten
mit rastermäßig angeordneten konischen Topflaschen entsprechend dem Oberbegriff,
ein Verfahren anzugeben, das unter Vermeidung der angegebenen Nachteile bei den
bekannten Betonstahlmatten die einfache, schnelle und sichere erstellung von Bewehrungen
für Stahlbetonstrukturen aller Art ermöglicht Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß
in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Es ist danach vorgesehen,
die im Oberbegriff genannten Betonstahlmatten derart nebeneinander anzuordnen, daß
die Mattenränder mit deren randnächsten Topflaschen zur Uberlappung gebracht erden,
so daß diese formschlüssig aufeinander liegen, d. h. die obere Topflasche schiebt
sich mit ihrem Innenraum über die darunter liegende Topflasche und legt sich mit
ihrer Innenoberfläche an deren Außenoberfläche an. Dabei liegen die zentrisch-n
Durchgangsbohrungen in den von der Matte abgewandten Topfböden auf einer gemeinsamen
Mittelachse. Mittels diese Bohrungen durchgreifender Bolzen-, Klemm- oder
Schrabverbindun.gen
ist eine einfache, schnelle und sehr sichere Verbindung der benachbarten Betonstahlrnatten
möglich.
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Diese Schraubverbindungen können als einfache Schraube-Mutter-Verbindung
gestaltet sein. Es ist jedoch nach der Erfindung vorteilhafterweise vorgesehen,
Stäbe passenden Durchmessers mit ein Gewinde aufweisenden Enden einzubauen. Auf
diese Weise ist es möglich, sowohi den Zusammenhalt der einzelnen Betonstahlmatten
zu gewährleisten - Kräfte in Mattenebene werden über reinen Formschluß der Topflaschen
übertragen - als auch die sichere Verankerung in der Betonmatrix zu erzielen.
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An Stelle von Schrauben können auch Bolzen oder Spann-bzw. Klemmstücke
vorgesehen sein, deren Aufgabe es ist die aufeinanderliegenden Topfböden kraft-
bzw. formschlüssig zu verbinden.
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Die verwendete Betonstahlmatte, die dreieckförmige Gittermaschen aufweist,
welche zwischen parallelen Längsstäben durch in der gleichen Ebene befindliche Bewehrungsstäbe
begrenzt werden, ist nur einlagig, im Gegensatz zur bekannten Betonstahlmatte nach
DIN mit sich kreuzenden und damit zweilagigen Bewehrungsstäben. Das bedeutet, daß
bei der Uberlappung zweier Einzelmatten, wie vorher beschrieben, erst eine Mattendicke
erreicht wird, die der bisher üblichen elnfachen Betonstahlmatte entspricht.
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Die Höhe der konischen Topflaschen kann hierbei unberücksichtigt bleiben,
da diese einseitig offenen Hohlkörper von der Gegenseite aus mit einem speziellen
Hal-
teelement, das sich gegen die Betonschalung abstützt, aufgefüllt
werden, d. h. der tragende Betonquerschnitt der Betonstruktur bleibt erhalten.
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Aufgrund der verwendeten Betonstahlmatce ist es möglich eine Standardisierung
von Anschlußpunkten zu erhalten, da die Topflaschenabstände in allen Rihtungen gleich
sind. Dadurch ist es ferner möglich die Planung für die Betonstruktur einerseits
und für die erfcrderlichen Lastanschlußpunkte andererseits zeitlich und in gewisser
Weise auch räumlich zu entkoppeln. Dieses wiederum ist günstig für den Baufortschritt.
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Die angegebenen Vorteile der Erfindung kommen insbesondere zum Tragen
bei Stahlbetonkonstruktionen, die parallel angeordnete Bewehrungen aufweisen, wie
z. B. bei Wänden, ecken oder bei bogenförmigen Gewölben. Die üblicherweise benötigten
S-Haken bei Wänden, die zur Aostandfixierung verwendet werden und nur Zugkräfte
0 ertragen, werden ersetzt durch Haltestäbe, welche durch jeweils miteinander fluchtende
Bohrungen in den Topflaschen geführt und verschraubt werden.
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Mittels spezieller Halteelemente, die in die Topflaschen eingepaßt
sind, können die Haltestäbe fest eingespannt werden. Auf diese Weise ist es möglich
neben Zug- auch Druck-, Biege- oder Scherkräfte zu übertragen. Die rastermäßige
Anordnung der Topflaschen gestattet eine gleichmäßige Vernetzung der beiden Bewehrungen,
so daß ein extrem biegesteifer Rahmen entsteht, der als vorgefertigte Bewehrung
an den endgültigen Einbauort gebracht wird.
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In einer weiteren Verwendung der oberbegrifflich zugrunde gelegten
Betonstahlmatte ist es möglich, eine Bewehrung herzustellen, bei der die rastermäßig
angeordneten Topflaschen die Funktion von Betonankern übernehmen.
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Während bei Betonstrukturen, die eine Bewehrung mit herkömmlichen
Betonstahlmatten aufweisen, Betonanker z. B.
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gemäß DE-PS 32 24 985 in die Gittermaschen der Bewehrung eingelassen
sind oder die-Bewehrung durch nachträglich eingesetzte Dübel durchtrennt werden
kann, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dort wo zum Anschluß äußerer Lasten erforderliche
Stahlanker in die Bohrungen der Topllaschen einzuführen, die nach dem Betonieren
mittels Halteelementen verspannt werden. Diese Stahlanker können entweder unmIttelbar
von Beton umhüllt sein oder -insbesondere bei hochbeanspruchten Spannstäben- in
Distanzhülsen oder Distanzrohren, die zwischen zwei Bewehrungen angeordnet, an fluchtende
Bohrungen der Topflaschen angelegt sind, geführt sein.
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Prinzipiell ist es möglich, dem Raster der Topflaschen entsprechend
derartige Distanzhülsen prophylaktisch vorzusehen, die in den Beton eingegossen
erden. Mit diesem Vorgehen bietet sich der große Vorteil, später bei Bedarf an den
so vorbereiteten Stellen nachträglich Spannstäbe zur Aufnahme von äußeren Lasten,
z. B. Komponenten, ohne großen Aufwand und ohne Beeinträchtigung der Statik scwie
der integrität der Betonstruktur einzubauen und zu verankern.
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Bei der Herstellung der Bewehrung ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen,
durch Verwendung spezieller Haiteelemente, die in die Topflaschen eingesetzt und
mit Halte-
stäben verbunden werden, einen gleichmäßigen Abstand
zur Schalung einzustellen. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige DicKe der Betonüberdeckung
gewährleistet.
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In besonderen Fällen, wenn eine einfache Bewehrung durch eine zweite
verstärkt werden soll, ist dieses mit Hilfe der oberbegrifflich angegebenen Betonstahlmatte
problemlos möglich, in dem z. B. derartige Betonstahimatten mit ihren Topflaschen
gegeneinander gelegt werden und an den Bohrungen in den Topflaschen miteinander
verschraubt werden. Darüber hinaus ist aber auch die KomDination mit anderen Bewährungsglttern
möglich. Hierbei wird der erforderliche Abstand der Bewehrungslagen mittels spezieller
Halteelemente, die in die Topflaschen eingesetzt werden, hergestellt.
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Die erfindungsgemäße Bewehrung ist einfach und problemlos herstellbar.
Ohne zusätzliche aufwendige Hilfseinrichtungen ist es möglich, mit Hilfe der einem
Baukastensystem entsprechenden Bewehrungselemente praktisch jede Art von Betonstruktur
mit einer Bewehrung zu versehen, wobei infolge der formschlüssigen KraftLibertra
gung und der hohen Steifigkeit der verwendeten Betonstahimatten Vormontage und anschließender
Transport an den endgültigen Einsatzort möglich ist.
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Ferner ist mit Hilfe der Erfindung die Möglichkeit eröffnet, jederzeit
nachträglich Anschlußpunkte für äußere Lasten einzusichten ohne großen Aufwand und
ohne Nachteile für die Betonstruktur.
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Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Anhand der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestelLt
sind, sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestalwungen und Verbesserungen der
Erfindung sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigen
Figur 1 eine oberbegrifflich angegebene Betonstahlmatte mit dreieckigen Gittermaschen
Figur 2 die Stoßstellen von vier Betonstahlinatten gemäß Figur 1 Figur 3 den Querschnitt
einer Uberlappungsstelle von zwei Betonstahlmatten gemäß Figur 1 Figur 4 Querschnitt
durch eine beiderseitig bewehrte Betenstrx tu Figur 5 Quersehnitt durch die Bewehrung
eines Platten-Balkens mit breitem Steg Figur 6 Querschnitt durch die Bewehrung eines
Stahlbetonbehälters bzw. Kuppeldaches figur 7 Einzelheit der Bewehrung gemäß Figur
4 im Querschnitt Figur 8 Ausschnitt einer Schalungsdarstellung im Querschnitt Figur
9 Ausschnitt einer Bewehrung mit Betonanker im Querschnitt In Figur 1 ist eine Eetcnstahlmatte
10 zusammengesetzt aus parallelen FeldelemenCen 11 mit dreieckigen Gittermaschen
12 gezeigt, die zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Bewehrung dient. Die Enden
14,16 der Betonstahlmatte 10 sind unterschiedlich gestaltet. Das eine Ende 14 hat
einen zick-zack-förmigen Abschluß, während
das gegenüoerliegende
Ede 16 einen Vorsprung 18 aufweist, der aus einer größeren Länge der inneren Feldelemente
13 resultiert. An den Eckpunkten 20 der dreieckigen Gittermaschen 12 sind jeweils
niht naher dargestellte Topflaschen 22 angeordnet.
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In Figur 2 sind vier durch Stcß 30, 32 miçeinander verbundene Betonstahlmatten
10 gemäß Figur 1 dargestellt.
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Aufgrund der besonderen Gestaltung der Betonstahlmatte 10 und ihrer
in Längsrichtung zueinander versetzten Anordnung liegen sowohl im Stirnstoß 32 als
auch im Seitenstoß 30 ieweils nur zwei Matten aufeinander. Entlang den fett gezeichneten
Stoßlinien 30, 32 überlappen die beteiligten Betonstahlmatte 10 jeweils m ihren
formschlüssig aufeinanderliegenden Topfläschen 22.
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In Figur 3 ist eine derartige Uberlappungsstelle mit zwei formschlüssig
aufeinanderliegenden Topflaschen 22 im Querschnitt gezeigt, die mittels einer Schraube-Mutter-Verbindung
29 fixiert sind. Zu erkennen sind eizelane Bewehrungstäbe 24, die mittels Schweißnaht
26 an die Topflaschen 22 anschließen, in deren Topfboden 27 Durchgangsbohrungen
28 zentrisch angeordnet sind.
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In den Figuren 4 bis 7 sind einzelne Ausführungsbeispiele gemäß der
Erfindung gezeigt In Figur 4 ist eine Bewehrung 40 für eine Betonstruktur, z. B.
für eine Wand, Stütze oder eine Decke, gezeigt, die aus Betonstahlmatten 10 zusammengesetzt
ist. Die in Figur 4 gezeigte Bewehrung 40 besteht aus parallel angeordneten sich
gegenüberliegenden Betonstahlmatten 10, welche mittels Haltestäben 34, die an die
Topflaschen L2 anschließen, miteinander verbunden sind.
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In Figur 5 ist eine Bewehrung 42 gezeigt, die für einen ?latte-Balken
mit zweitem Steg vorgesehen ist. Jeweils zwei parallele Betonstahlmatten 10, die
vertikal und horizontal angeordnet sind, befinden sich im Abstand zueinander und
sind mittels Zuganker 36 miteinander verbundes In Figur 6 ist eine Bewehrung 44
für einen Stahlbetonbehälter bzw. für ein Kuppeldach gezeigt die einen gekrümmten
Verlauf hat, wobei die Umlenkkrafte aus den Betonstahlmatten 50 von den mit Ankertöpfen
23 versehenen Ankerstäben 36 aufgenommen werden.
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In Figur 7 ist eine Bewehrung 46 einer Deckenplatte gezeigt, die aus
einer Bewehrung 40 entsprechend Figur 4 sowie einer zusätzlichen oberen Bewehrung
47 besteht.
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Die außen liegende Bewehrung 40 besteht aus Betonstahlmatten 10, deren
Abstand zueinander mittels Distanzhülsen 35 festgelegt ist. Auf der Seite, auf der
die zusätzliche Bewehrung 47 vorgesehen ist, umgreift eine spezielle Haltevorrichtung
37 die Distanzhülse 35, um die Bewehrung 47 in ihrer Lage zu fixieren. Die gesamte
Bewehrung 46 ist eingebettet in eine Betonmatrix 50, die bis auf ein Halteelement
38 die gesamte Bewehrung umhüllt.
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In Figur 8 ist gezeigt, wie mittels einem Distanzelement 39, das in
die Topflasche 22 eingepaßt ist und über einen Haltestab 34 mit einer nicht dargestellten
gegenüberliegenden parallelen Bewehrung, wie z. B. in Figur 4 gezeigt, verbunden
ist, ein präziser Abstand zwischen
einer Schalung 48 und der Betonstahlmatte
10 eingestellt werden kann. Das aus unnachgiebigem Material bestehende Halteelement
39 fügt sich formschlüssig In die Topflasche 22 ein und ist dort mit dem Haltestab
34 fest verschraubt. Aufgrund der rastermäßlgen Anordnung der Topflaschen 22 auf
der Betonstahlmatte 10 ist es möglich, derartige Halteelemente 39 in ausreichend
dichter Besetzung anzuordnen, so daß die '8etonüberdeckung 52 überall gleichmäßig
dick wird.
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In Figur 9 ist ein anderes Detail gezeigt, bei dem ähnlich wie in
Figur 7 ein spezielles Halteemelernent 38, welches ebenso wie das Halteelement 39
forinschlüssig in die konische Topflasche 22 eingepaßt ist, mit einem Stahlanker
36 verschraubt ist, und zur Aufnahme äußerer Lasten 49, z. B. als Aufhängung, dient.
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Wie bereits erläutert ist die Ver-bindung mehrere Betonstahlmatten
10 zu einer Bewehrung; bei der eIne Vielzahl von Betonstahlinatten 10 im Seitenstoß
30 oder im Stirnstops 32 aneinander anschließen, problemlos möglich. Der baukastenmäßige
Aufbau dieses Bewehrungssystems erlaubt darüber hinaus jedoch auch die einfache
und zugleich planvolle Gestaltung von Bewehrungen, in dem die Verwendung der ooerbegrifflich
genannten Betonstahlmatten 10 sowie auch von zugehörigen Halteelementen und Stäben
eine Vielzahl unterschiedlicher Probleme gelöst wird.
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Das in Figur 8 näher erläuterte Halteelement 39, das mit einem zur
Abstandhaltung oder zur Kraftübertragung einbetonierten Stab 34, 36 verbunden ist,
kann nach Entfernen der Schalung 48 entfernt werden und z. B. durch ein spezielles
Halteelement 38 ersetzt werden. Auf diese
Weise ist es jeder Zeit
möglich an Betonstrukturen, die eine erfindungsgermäße Bewehrung aufweisen, an den
Stellen, wo sich derartige Blindelemente 39 befinden, diese durch entsprechende
Anschlußelernente 38 zur Krafteinleitung oder Abtragung zu ersetzen. Aufgrund der
regelmäßigen Anordnung der Topflaschen und den dadurch bedingten gleichmäbigen Abständen
solcher Haltepunkte kann auch nachträglich unter Beachtung der statischen Auslegung
jederzeit eine nachträgliche Installation im Bauwerk erfolgen, ohne daß die Bewehrung
und damit die statische Grundstruktur gesrort wird